科研产出
蓝莓复合凝胶体系3D打印特性与后处理评价及风味分析
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究κ-卡拉胶添加量对凝胶体系可打印性、冻干复水对3D打印产品形状保真度和风味变化的影响，该研究通过流变特性、水分状态、红外光谱、打印成型性、质构特性和微观结构分析凝胶体系的3D打印特性，通过冻干、复水后的形状保持度分析凝胶体系冻干复水后成型性，通过气相色谱-离子迁移谱分析了蓝莓原浆、3D打印产品、复水产品之间挥发性化合物的变化。结果表明：随着κ-卡拉胶添加量增加，凝胶体系产生了更强的氢键，硬度和黏聚性增加、网络结构变得致密，这导致其流动性减小，拥有了更强的自支撑和抗形变能力。当κ-卡拉胶添加量为2%时，凝胶体系3D打印成型性，冻干、复水后也表现出最好的表面特性和形状保真度，复水曲线与Peleg模型拟合度最高（R2=0.959 2），能较好的描述复水行为。气相色谱-离子迁移谱中共检测出44种挥发性物质。大部分醛类化合物在3D打印产品、复水产品中信号显著减弱甚至消失，降低了油脂味和刺激性气味，避免产生过于刺鼻的醛类风味。（E,Z）-2,6-壬二烯醇、（E）-2-己烯-1-醇、反,反-2,4-庚二烯醛、2-庚酮、乙酸丙酯、氧化芳樟醇等挥发性化合物在复水产品中仍有较强信号检出，赋予其蓝莓特有的果香和成熟浆果的复杂香气。因此，κ-卡拉胶添加量为2%的凝胶体系3D打印特性与冻干复水成型性最好，同时复水产品能较好保留蓝莓特有的果香味，并去除刺鼻的醛类气味。本研究为蓝莓的3D打印应用提供了思路，同时为未来个性化定制便携食品的优化设计提供理论支持和实践指导。
关键词： 蓝莓 3D打印 κ-卡拉胶 冻干 复水 气相色谱-离子迁移谱
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不同施肥措施对酸化黄红壤改良效果及油菜农艺性状的影响
《农业工程学报 》 2025 EI 北大核心 CSCD
摘要：黄红壤酸化易导致土壤肥力退化，无机矿物改良土壤容易板结，而有机肥改良效果缓慢。沼液是一种碱性有机液肥，其与有机肥配施改良酸化黄红壤的效果尚不明晰。该研究通过对不同改良措施下油菜产量和土壤改良效果影响的比较研究，基于黄红壤改良效果和油菜农艺性状，探讨沼液与有机肥配施改良酸化黄红壤效果。试验设不施肥处理（CK）、常规施肥处理（NPK）、NPK基础上施用有机肥处理（M）、NPK基础上施用有机肥和熟石灰处理（M+L）、等NPK条件下沼液替代化肥施用基础上施用有机肥处理（M+B）。试验分析了不同改良措施下土壤酸度指标、有机质、养分以及有机磷、无机磷含量、13C-NMR、酶活性和油菜产量及养分含量，同时结合皮尔逊相关性分析，明确最佳改良施肥措施。结果表明：1)与NPK处理相比，施用有机肥处理均显著提高油菜产量和养分含量（P<0.05）；且M+L和M+B处理显著提高土壤pH值2.36和1.42，同时分别降低了土壤交换性铝、交换性氢和交换性总酸99.68%、92.31%、99.41%和92.89%、52.07%、91.37%（P<0.05）。与NPK处理相比，M+B处理显著提升了土壤有机质、碱解氮和速效钾的含量15.47%、6.10%和148.07%（P<0.05），但对土壤全氮和全钾含量的提升未达显著水平（P>0.05）。2)与NPK处理相比，施用有机肥各处理均显著提高了总磷含量61.15%～136.00%、无机磷含量304.65%～500.00%，有效磷含量7.46～28.52倍（P<0.05），其中均以M+B处理提升较为明显。同时M+B处理分别显著提升碱性磷酸酶、中性磷酸酶和酸性磷酸活性50.56%、16.00%、43.35%，但M和M+L处理显著降低了3种磷酸酶活性（P<0.05）。3)与NPK处理相比，施用有机肥处理的土壤烷基碳和羰基碳比例下降，烷氧碳和芳香碳比例上升，但M、M+L、M+B处理三者之间烷基碳/烷氧碳呈现出M+B>M+L>M趋势，脂肪碳/芳香碳呈现出M>M+L>M+B趋势。可见，有机肥配施沼液可以较好地抑制土壤酸化，提升土壤磷有效性、土壤有机质及其稳定性和油菜对养分的吸收，是酸化黄红壤生态功能得以可持续改良的重要举措。
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同轴静电纺丝多级结构纳米纤维的研究进展及其在食品领域的应用现状
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：同轴静电纺丝是一种制备多级结构纳米纤维的新技术，具有设备操作简单、加工条件温和、纤维结构可调等优点。该技术主要利用直流高压静电场将多种聚合物溶液连续转化为多级结构纳米纤维，如核壳、中空、多孔等结构纳米纤维。这些特殊结构使得纤维具有优异的包埋性能、多样的界面结构和丰富的反应位点，在功能因子包埋、生物活性成分缓释、食品检测等方面具有应用潜力。本文简要概述了同轴静电纺丝技术的基本原理及影响纤维成型的主要因素，如纺丝液性质、工艺参数、环境条件等，详细介绍了同轴静电纺丝构筑多级结构纳米纤维的策略及其独特的结构优势，重点总结了该技术在食品活性包装、生物活性成分包埋与靶向递送、食品检测、果汁过滤浓缩等方面的研究进展，以期推动同轴静电纺丝技术在食品领域的广泛应用。
关键词： 同轴静电纺丝 纳米材料 微观结构 活性包装 生物活性物质 食品检测
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长期生物炭添加对稻田土壤细菌和真菌反硝化N2O排放的影响
《环境科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：由细菌和真菌驱动的反硝化作用是稻田土壤氧化亚氮（N2O）排放的主要来源,一般认为生物炭通过影响细菌反硝化过程来减少N2O排放,而对真菌反硝化的相关影响机制尚不清楚.以中国科学院常熟农业生态实验基地长期秸秆炭化还田试验田为对象,通过室内厌氧培养和分子生物学技术研究了长期不同生物炭施加量下(空白、2.25 t·hm-2和22.5 t·hm-2,分别用BC0、BC1和BC10表示)稻田土壤细菌和真菌反硝化产生N2O的相对贡献及相关微生物的作用机制.结果表明,与BC0相比,生物炭处理显著降低了N2O排放速率、反硝化势以及N2O累积排放量,且3个处理中细菌反硝化贡献均大于真菌反硝化;其中,BC10的细菌反硝化相对贡献率（62.9%）相较于BC0（50.8%）显著增加,BC10的真菌反硝化相对贡献率（37.1%）显著低于BC0（49.2%）.生物炭施加显著增加了细菌反硝化功能基因（nirK、nirS和nosZ）的丰度,减低了fungal nirK基因的丰度.相关分析结果表明真菌反硝化贡献率与N2O排放速率显著正相关,与土壤pH、TN、SOM和DOC显著负相关.生物炭可能通过提高pH和碳氮含量等来抑制反硝化真菌的生长,降低相关功能基因丰度,从而减弱了真菌反硝化过程NO还原为N2O的能力,使真菌反硝化过程产生N2O的贡献率显著下降,从而减少了稻田土壤反硝化N2O排放.本研究有助于拓宽对稻田土壤反硝化过程的认知,并为生物炭施用调控真菌反硝化N2O排放提供理论基础.
关键词： 生物炭 水稻土 氧化亚氮(N2O) 真菌反硝化 反硝化
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FIRD-HPD方式对蓝莓干燥特性及品质的影响
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究蓝莓在FIRD-HPD干燥方式下，内部水分含量及迁移状况随贮藏时间的变化规律，采用低场核磁共振（LF-NMR）及其成像技术（MRI），采集不同水分转换点干燥过程的蓝莓弛豫特性以及质子密度图像信息，分析其规律变化，并研究干燥前、后蓝莓品质的变化。结果表明：在水分转换点为30%,40%,50%时，蓝莓到达干燥终点的时间分别为480,420min和360 min。蓝莓的T2反演谱有3个不同的弛豫峰：T21（0.01～10 ms）结合水、T22（10～100 ms）不易流动水和T23（100～1 000 ms）自由水。自由水(T23)和不易流动水(T22)向弛豫时间短的方向迁移，在干燥后期，结合水成为蓝莓中主要水分状态，自由水完全消失。基于MRI技术得到不同干燥方式各干燥阶段的磁共振成像，质子信号随干燥进程逐渐减小。LF-NMR和MRI技术可很好地监测干燥过程中动态水分分布和迁移变化。另外，在40%水分转换点联合远红外热泵干燥处理下，蓝莓果干色泽、营养品质等指标均优于30%和50%的水分转换点联合远红外热泵干燥方式。综合考量后，联合红外干燥水分转换点设置为40%是加工蓝莓果干的最优选择。
关键词： 蓝莓 远红外联合热泵干燥 低场核磁共振 水分分布 品质
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新鲜莲子不同组织涩味成分与关键酶基因差异表达分析
《食品科学 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究新鲜莲子不同组织涩味物质的差异及其合成过程中的关键酶基因，研究了莲子种皮、去种皮后莲肉和莲心中可溶性单宁、不溶性单宁和原花青素含量，同时对单宁合成途径中关键酶活性和相关基因表达量进行测定，结合感官评价和电子舌检测，并采用正交偏最小二乘判别分析和相关性分析。结果表明：引起莲子涩味的主要物质为可溶性单宁；蜡熟期莲子中的单宁对其优良风味的形成具有正向作用；花青素还原酶是影响莲子涩味强度的关键酶，SnANR9影响莲子不同组织涩味物质的合成。
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取秧侧向零偏移的空间轨迹再生稻分插机构设计与试验
《农业机械学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了解决现有空间行星轮系式分插机构在再生稻宽窄行机械化种植取秧过程中出现侧向偏移量和侧向偏转角的技术难题,本文提出一种具有局部平面轨迹特性的空间轨迹不等速行星轮系机构,并开展基于取秧口和机构回转中心位置约束下的宽窄行分插机构综合研究.构建了基于关键位姿点(取秧起始点、取秧结束点、推秧点)的空间轮系机构运动综合模型,利用关键位姿点求解机构杆长参数与空间交错轴信息,并通过优选二杆相对角位移参数实现机构传动比分配.将不完全非圆齿轮副引入空间行星轮系机构,利用间歇机构锁止弧约束行星轴,实现机构取秧过程侧向零偏移量、侧向零偏转角的平面轨迹段.通过仿真分析与机构样机试验验证了机构实际作业性能与理论设计相一致,结果表明:分插机构取秧侧向零偏移量,取秧侧向零偏转角,推秧侧向总偏移量为50.24 mm、取秧角为5.18°、推秧角为71.56°、推秧侧向角为16.26°、插秧穴口宽度为22.43 mm、轨迹高度为289.76 mm,满足预期设计要求.最后通过田间试验验证,分插机构可实现等行距取秧口和既定机构回转中心下宽行(40 cm)与窄行(20 cm)间隔机插,满足再生稻宽窄行种植要求.
关键词： 再生稻 分插机构 零偏移量 零偏角 宽窄行 不完全非圆齿轮系
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顾及生活服务设施供需服务水平的空间差异性分析-以武汉市江汉区为例
《武汉大学学报(信息科学版) 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：顾及供需服务水平分析城市生活服务设施的空间差异性，不仅需要探测设施空间分布特征，还需深入了解导致空间差异的原因。以武汉市江汉区为研究区，以菜市场为典型设施开展实例研究。通过构建顾及可达性的空间差异性指数（spatial disparity in accessibility of services, SDAS），判断生活设施服务的供给与需求差异，并在道路交通网络和居民收入水平基础上结合改进重力模型对SDAS进行优化。结果表明，江汉区大部分社区单元的供需差异水平较高，在王家墩中央商务区供需差异性明显。在传统模式、多方式交通网络和多模式3种情形下，社区周围生活服务设施的服务能力都对SDAS值有显著影响。在社区单元需求水平方面，只有多模式社区单元的需求水平与SDAS值呈显著负相关，且多模式情形更能反映设施空间可达性与社区单元需求间的空间差异，结果更接近于真实情况。研究结果将为城区生活服务设施布局优化提供科学依据。
关键词： 生活服务设施 供给与需求 空间差异 可达性 改进重力模型
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雷笋采后木纤化及调控基因差异表达研究
《中国食品学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：为探究雷笋采后贮藏过程中木纤化规律,将雷笋分别置于常温(25℃)和低温(4 ℃)条件下贮藏,研究木质素含量及组分变化相关酶的活性和基因相对表达量.结果表明:在常温条件贮藏至6d,笋肉表现出黄化、腐烂等变化.在低温条件下,贮藏至第24天,笋肉出现黄化、腐烂现象.低温贮藏至6d时,木质素含量为13.22 mg/g,到24 d时木质素含量增至26.31 mg/g.氨基酸总量在低温贮藏条件下变化不大.在常温条件下,其呈缓慢下降趋势,贮藏第6天时氨基酸下降了21.78%.苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、肉桂醇脱氢酶(CAD)和肉桂酸-4-羟化酶(C4H)等木质素代谢相关酶活性随贮藏时间的延长,均呈显著上升趋势.常温贮藏下的酶活性高于低温贮藏的酶活性,表明低温时通过降低雷笋木纤化相关酶活性,减缓木纤化进程.在低温贮藏环境中随着贮藏时间的延长,差异表达下调的基因数不断增加.低温贮藏24 d时基因下调程度最明显,上调基因各组差别不大;贮藏12 d时上调基因数最少.LAC-10、POD-10、HCT-10、CAD-10和CCR-10等木质素代谢相关基因相对表达量在低温下整体呈上升趋势,而COMT-10基因相对表达量一直减小.本研究结果为雷笋采后木纤化控制提供了理论参考.
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MXene材料在重金属电化学检测应用中的研究进展
《复合材料学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：检测重金属污染已成为风险防控、农业绿色发展、食品安全及生态保护等领域重要的技术保障。目前有许多方法来检测重金属离子，其中电化学检测法对重金属离子的检测具有灵敏度高、分析速度快、可同时对多种金属离子进行检测等优点，成为了重金属快速检测领域的研究热点。MXene是具有类石墨烯结构的过渡金属碳/氮化物材料，它具备良好的亲水性、导电性和丰富可调节的终端基团。本文综述了MXenes在电化学检测重金属离子领域的研究进展：对重金属污染物的来源、危害和检测方法进行了简述；其次，概述MXene的合成方法，并重点综述了近年来MXene电化学检测重金属的研究进展及其传感机制和检测性能分析；最后，讨论了MXene材料在电化学检测重金属领域面临的挑战和展望。
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